JP2018097065A - 立体像結像装置の製造方法及び立体像結像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業性よく製造可能で、しかも、従来よりもシャープな画像（立体像）を形成可能な立体像結像装置の製造方法及び立体像結像装置を提供する。【解決手段】 帯状の第１の光反射面１８で反射した対象物からの光を、帯状の第２の光反射面２０で再反射して対象物の像を形成する立体像結像装置１０及びその製造方法であり、交差状態で配置される第１、第２の凸条１４、１５を有する成型母材１６を、インジェクション成形又はプレス成形によって形成する第１工程と、成型母材１６の表面に金属反射面３５を形成する第２工程と、第１、第２の凸条１４、１５の先側にある金属反射面３５を除去して、透光性を有する平面２１、２２とする第３工程を有し、第１の凸条１４の両側面１７に形成された金属反射面３５を第１の光反射面１８とし、第２の凸条１５の両側面１９に形成された金属反射面３５を第２の光反射面２０としている。【選択図】図１

Description

本発明は、帯状の光反射面（鏡面）を平行に並べて配置した立体像結像装置の製造方法及び立体像結像装置に関する。

物体表面から発する光（散乱光）を用いて立体像を形成する装置として、例えば、特許文献１に記載の立体像結像装置（光学結像装置）がある。
この結像装置は、２枚の透明平板の内部に、この透明平板の厚み方向に渡って垂直に多数かつ帯状で、金属反射面からなる光反射面を一定のピッチで並べて形成した第１、第２の光制御パネルを有し、この第１、第２の光制御パネルのそれぞれの光反射面が直交するように、第１、第２の光制御パネルの一面側を向い合わせて密着させたものである。

国際公開第２００９／１３１１２８号 国際公開第２０１５／０３３６４５号

上記した第１、第２の光制御パネルの製造に際しては、金属反射面が一面側に形成された一定厚みの板状の透明合成樹脂板やガラス板（以下、「透明板」ともいう）を、金属反射面が一方側に配置されるように多数枚積層して積層体を作製し、この積層体から各金属反射面に対して垂直な切り出し面が形成されるように切り出している。
このため、透明板に金属反射面を形成する作業において大型の蒸着炉を必要とし、しかも、１枚又は少数枚の透明板を蒸着炉に入れて脱気し蒸着処理を行い、大気圧に開放して蒸着した透明板を取り出すという作業を数百回繰り返す必要があり、極めて手間と時間のかかる作業であった。また、金属蒸着された透明板を積層して積層体を形成し、極めて薄い所定厚で切断する作業を行って、この積層体から第１、第２の光制御パネルを切り出し、更に切り出し面の研磨作業等を行う必要があるため、作業性や製造効率が悪かった。

そこで、特許文献２のように、平行な土手によって形成される断面四角形の溝が一面に形成され、この溝の対向する平行な側面に光反射部が形成された凹凸板材を備えた光制御パネルを２つ用意し、この２つの光制御パネルを、それぞれの光反射部を直交又は交差させた状態で向い合わせる方法が提案されている。
しかし、各光制御パネルは、複数の土手を透明板上に立設しているため、２つの光制御パネルを向い合わせた際に、各光制御パネルの光反射部の間に２枚分の透明板及び接着剤が存在するので、透光率が低下し、更に製造工程が複雑となる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、作業性よく製造可能で、しかも、従来よりもシャープな画像（立体像）を形成可能な立体像結像装置の製造方法及び立体像結像装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る立体像結像装置の製造方法は、平行配置した帯状の第１の光反射面を両側に形成した透明で断面矩形の第１の凸条が多数平行に並べて配置された第１の光屈曲部と、前記第１の光反射面に対して交差状態で配置され、平行配置した帯状の第２の光反射面を両側に形成した透明で断面矩形の第２の凸条が多数平行に並べて配置された第２の光屈曲部とを有し、前記第１の光反射面で反射した対象物からの光を前記第２の光反射面で再反射して前記対象物の像を形成する立体像結像装置の製造方法であって、
前記第１の凸条が一側に、前記第２の凸条が他側に、それぞれ形成された成型母材(成形母材)を、インジェクション成形又はプレス成形によって形成する第１工程と、
前記成型母材の一側及び他側の表面に金属反射面を形成する第２工程と、
前記第１、第２の凸条の先側にある前記金属反射面を除去して、透光性を有する平面Ａ、Ｂとする第３工程とを有し、
前記第１の凸条の両側面に形成された前記金属反射面を前記第１の光反射面とし、前記第２の凸条の両側面に形成された前記金属反射面を前記第２の光反射面とする。

また、第２の発明に係る立体像結像装置の製造方法は、第１の発明に係る立体像結像装置の製造方法において、前記成型母材は、前記第１、第２の凸条が透明な平板材を介して形成される。ここで、第１、第２の凸条及び平板材と接合した状態で一体としてインジェクション成形又はプレス成形によって形成される。

第３の発明に係る立体像結像装置の製造方法は、第１、第２の発明に係る立体像結像装置の製造方法において、前記第２工程での処理により、隣り合う前記第１の凸条によって形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条によって形成される第２の溝の底面Ｄにそれぞれ形成された前記金属反射面を、前記第３工程で前記第１、第２の凸条の先側にある前記金属反射面と共に、又はその他の工程で、レーザ光照射によって除去する。なお、前記第３工程における第１、第２の凸条の先端面を覆った前記金属反射面の除去は、レーザ光照射によって行うこともできる。この場合の金属反射面は、融点の低いアルミニウム又はその合金を使用するのが好ましい。

第４の発明に係る立体像結像装置の製造方法は、第１、第２の発明に係る立体像結像装置の製造方法において、前記第１工程で成形した前記成型母材の、隣り合う前記第１の凸条によって形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条によって形成される第２の溝の底面Ｄを、熱、化学反応、及び、紫外線のいずれか１又は２以上により爾後剥離可能な樹脂で覆った後、前記第２工程での処理を行い、前記第２工程又は前記第３工程での処理を行った後、前記底面Ｃ、Ｄを覆った前記樹脂を、その表面に形成された前記金属反射面と共に除去する。

第５の発明に係る立体像結像装置の製造方法は、第１〜第４の発明に係る立体像結像装置の製造方法において、前記第３工程での処理を行った後、隣り合う前記第１の凸条の間、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填して中間加工体を形成し、その後、該中間加工体の両面に平面化処理を行う。なお、中間加工体とは、成型母材に金属反射面を形成する処理を行ったもの、又はその第１、第２の溝内に透明樹脂を入れたものをいう。

ここで、前記平面化処理は、隣り合う前記第１の凸条の間、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填した後、前記中間加工体の表裏にガラス又は樹脂からなる（以下、同じ）透明シートを被せ、前記透明シートを表裏から平板又はロールにより、押圧することによって行うこともできる。

また、前記平面化処理は、隣り合う前記第１の凸条の間、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填した後、その両面を研磨することによって行うこともできる。

第６の発明に係る立体像結像装置は、透明で断面矩形の第１の凸条を多数平行に並べて配置した第１の光屈曲部と、該第１の光屈曲部の他側にあって、透明で断面矩形の第２の凸条を、前記第１の凸条に対して交差して、多数平行に並べて配置した第２の光屈曲部とを有する立体像結像装置において、
前記第１の光屈曲部と前記第２の光屈曲部の間に、前記第１の光屈曲部と前記第２の光屈曲部とを連結する透明な平板材が配置され、
前記第１の凸条の両側面に第１の光反射面が、前記第２の凸条の両側面に第２の光反射面が、それぞれ備えられ、
前記第１の光反射面で反射した対象物からの光を前記第２の光反射面で再反射して前記対象物の像を形成する。

第７の発明に係る立体像結像装置は、透明で断面矩形の第１の凸条を多数平行に並べて配置した第１の光屈曲部と、該第１の光屈曲部の他側にあって、透明で断面矩形の第２の凸条を、前記第１の凸条に対して交差して、多数平行に並べて配置した第２の光屈曲部とを有する立体像結像装置において、
隣り合う前記第１の凸条の間に形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に形成される第２の溝の底面Ｄに、それぞれ金属反射面を備え、かつ、前記第１、第２の凸条の幅ｗ１に対して前記第１、第２の溝の幅ｗ２が狭くなって（例えば、ｗ１＞ｗ２＞０．１・ｗ１）、
前記第１の凸条の両側面に第１の光反射面が、前記第２の凸条の両側面に第２の光反射面が、それぞれ備えられ、
前記第１の光反射面で反射した対象物からの光を前記第２の光反射面で再反射して前記対象物の像を形成する。

第８の発明に係る立体像結像装置は、第６の発明に係る立体像結像装置において、隣り合う前記第１の凸条の間に形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に形成される第２の溝の底面Ｄは、それぞれ透明である。

第９の発明に係る立体像結像装置は、第６、第８の発明に係る立体像結像装置において、
前記各第１の凸条の幅ｗ１は同一であって、かつ、隣り合う前記第１の凸条の間に形成される各第１の溝の幅ｗ２は同一であり、
前記各第２の凸条の幅ｗ１は同一であって、かつ、隣り合う前記第２の凸条の間に形成される各第２の溝の幅ｗ２は同一であるとするのが好ましい。
なお、平板材の上下にそれぞれ形成された第１の凸条及び第２の凸条の前記幅ｗ１と、前記幅ｗ２との関係ｗ１／ｗ２は、１／５〜５（より好ましくは１／３〜３）の範囲にあるのがよい。
また、平板材の上下に形成された第１、第２の凸条の幅ｗ1及びこれによって形成される溝の幅ｗ２は、上下異なっていてもよい。
更に、中央に平板材がなく、上下の凸条が直接接している立体像結像装置においても同じである。

第１０の発明に係る立体像結像装置は、第６〜第９の発明に係る立体像結像装置において、前記第１、第２の凸条の高さｈと、前記第１、第２の凸条の幅ｗ１との関係ｈ／ｗ１は、１／５〜５（より好ましくは、１／３〜３）の範囲にある。

本発明に係る立体像結像装置の製造方法及び立体像結像装置は、帯状の第１の光反射面を両側に形成した第1の凸条を多数配置した第１の光屈曲部と、第１の光反射面に対して交差状態で配置され、帯状の第2の光反射面を両側に形成した第2の凸条を多数配置した第２の光屈曲部を有しており、第１の光屈曲部と第２の光屈曲部が一体となって形成されている。これにより、例えば、従来のような、蒸着処理の繰り返し作業も不要となる。また、光制御パネルを切り出すための積層体を作製する必要がなく、２つの光制御パネルを準備する必要もない。
従って、立体像結像装置を作業性よく効率的に製造できる。

ここで、第１、第２の光屈曲部を、透明な平板材の一側と他側にそれぞれ形成した場合、第１、第２の光屈曲部と平板材は一体となって形成されるので、作業性よく効率的に製造できる。また、第１の光屈曲部と第２の光屈曲部の間には、平板材が１枚分のみ存在するため、透光率が高められ、従来（特許文献２記載）よりもシャープな画像（立体像）を形成できる。
特に、第１の光屈曲部と第２の光屈曲部が、上記した平板材を用いることなく、一体となって形成された場合は、平板材が不要となって、第１の光屈曲部と第２の光屈曲部が直接接触するため、透光率を更に向上でき、よりシャープな画像を形成できる。
更に、隣り合う第１の凸条の間に形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う第２の凸条の間に形成される第２の溝の底面Ｄに、それぞれ金属反射面を備え、かつ、第１、第２の凸条の幅ｗ１に対して第１、第２の溝の幅ｗ２が狭くなっている場合、それぞれの溝の底面Ｃ、Ｄに形成されている金属反射面を除去する必要がないので、作業効率が向上し、生産コストが下がる。

本発明の第１の実施の形態に係る立体像結像装置の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ同立体像結像装置の部分正断面図、部分側断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は同立体像結像装置の製造方法の工程説明図である。 同立体像結像装置の製造方法の第１工程の説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は変形例に係る立体像結像装置の製造方法の工程説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施の形態に係る立体像結像装置の斜視図、平面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ同立体像結像装置の部分正断面図、部分側断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は同立体像結像装置の製造方法の工程説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ変形例に係る立体像結像装置の部分正断面図、部分側断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は同立体像結像装置の製造方法の工程説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る立体像結像装置１０は、第１、第２の光屈曲部１１、１２を有し、第１の光屈曲部１１と第２の光屈曲部１２の間に、第１の光屈曲部１１と第２の光屈曲部１２とを連結する透明な平板材１３が配置され、第１、第２の光屈曲部１１、１２と平板材１３とを一体的（分離不可能な状態）に形成したものである。
以下、詳しく説明する。

第１の光屈曲部１１は、特定ピッチ（例えば、同一ピッチ又は不揃いのピッチ、以下、同じ）で多数平行に並べて配置された透明で断面矩形の第１の凸条１４を有し、第２の光屈曲部１２は、特定ピッチで多数平行に並べて配置された透明で断面矩形の第２の凸条１５を有している。なお、断面矩形とは、ここでは断面長方形であるが、断面正方形でもよい。
第１の凸条１４は平板材１３の上側（一側）に配置され、第２の凸条１５は平板材１３の下側（他側）に第１の凸条１４とは交差（直交が好ましい）して配置され、平板材１３に一体となっている。この第１、第２の凸条１４、１５と平板材１３で、成型母材１６が構成されている。
なお、成型母材１６は、透明なプラスチックや樹脂（アクリル等）で構成されているが、透明であればよく、例えば、ガラス板等で構成することもできる。

第１の凸条１４の両側面（隣り合う第１の凸条１４の対向面）１７には、第１の光反射面１８が形成され、第２の凸条１５の両側面（隣り合う第２の凸条１５の対向面）１９には、第２の光反射面２０が形成されている。
なお、第１の凸条１４の天井面（即ち平面Ａ）２１と、第２の凸条１５の天井面（即ち平面Ｂ）２２は、それぞれ透明となって透光性を有している（成型母材１６の表面が露出した状態）。また、隣り合う第１の凸条１４の間に形成される第１の溝２３の底面（即ち底面Ｃ）２４と、隣り合う第２の凸条１５の間に形成される第２の溝２５の底面（即ち底面Ｄ）２６も、それぞれ透明となっている（平板材１３の表面が露出した状態）。

これにより、第１、第２の光屈曲部１１、１２には、それぞれ平行配置された帯状の第１、第２の光反射面１８、２０が多数並べて配置されることになる。
なお、第１、第２の光反射面１８、２０は、それぞれ高反射率を有する金属（例えば、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）等）を、第１の凸条１４の両側面１７と第２の凸条１５の両側面１９に、蒸着やスパッタして形成された金属膜（金属反射面）によって構成されている。

従って、帯状の第２の光反射面２０が、帯状の第１の光反射面１８に対して交差状態に配置されることになる。
ここで、第１の光反射面１８と第２の光反射面２０の交差状態とは、平面視して直交（即ち、９０度）させた状態であるが、立体像を目標位置に結像できれば特に限定されるものではなく、例えば、８０度以上１００度以下（好ましくは、下限を８５度、上限を９５度、更には、下限を８９度、上限を９１度）の範囲内で交差させた状態にすることが好ましい。

上記した各第１、第２の凸条１４、１５の幅ｗ１と、各第１、第２の溝２３、２５の幅（間隔）ｗ２は、例えば、１０〜１０００μｍ（より好ましくは下限が１００μｍ、上限が５００μｍ）の範囲内で選定できる。ここで、第１の実施の形態に係る立体像結像装置１０（他の実施の形態でも同じ）において、成型母材１６を構成する多数の第１の凸条１４の幅ｗ１は同じであるが、異なってもよく（多数の第２の凸条１５の幅ｗ１も同様）、また、第１の凸条１４の幅ｗ１と第２の凸条１５の幅ｗ１は、同じであるが、異なってもよい。なお、第１、第２の溝２３、２５の幅ｗ２も同様である。

上記した第１、第２の凸条１４、１５の幅ｗ１と、第１、第２の溝２３、２５の幅ｗ２との関係ｗ１／ｗ２は、１／５〜５（好ましくは、下限を２／３、上限を２．５）の範囲にあることが好ましい。
また、第１、第２の凸条１４、１５の高さｈと、第１、第２の凸条１４、１５の幅ｗ１との関係ｈ／ｗ１は、１／５〜５（好ましくは、下限を２／３、上限を２．５）の範囲にあることが好ましい。

ここで、関係ｗ１／ｗ２が１／５未満の場合、第１、第２の溝の幅ｗ２が広くなり過ぎ、第１、第２の光反射面で反射される光が少なくなって、鮮明な像が得られにくくなる傾向にある（関係ｈ／ｗ１が１／５未満の場合も同様）。
一方、関係ｗ１／ｗ２が５超の場合、第１、第２の溝の幅ｗ２が狭くなり過ぎ、第１、第２の光反射面で反射した光が再び第１、第２の光反射面で反射することが繰り返され、鮮明な像が得られにくくなる傾向にある（関係ｈ／ｗ１が５超の場合も同様）。なお、第１、第２の凸条の成形は、プレス又はインジェクション成形で行う。そのため、第１、第２の凸条が完全平行で長さも長い場合、樹脂の種類によっては型抜きが困難となるので、僅少の範囲で抜き勾配を設ける場合も本発明は適用される。

なお、隣り合う第１の凸条１４の間と、隣り合う第２の凸条１５の間（第１、第２の溝２３、２５内）には、第１、第２の光屈曲部１１、１２の強度向上のため、透明な樹脂（例えば、成型母材１６と同一材質である透明なプラスチックや樹脂）が充填されているが、充填しなくてもよい。このように、樹脂を充填する場合、樹脂を硬化させた後、中間加工体（即ち、成型母材に金属反射面を形成したもの、又はその後第１、第２の溝２３、２５内に透明樹脂を充填して硬化したものをいう）の両面を研磨等による平面化処理を行う。

また、他の方法による平面処理として、隣り合う第１の凸条１４の間と、隣り合う第２の凸条１５の間とに透明樹脂を充填し、上下面に透明の平面シート（透明シート）を配置し、脱気してプレス（平板又はロール）によって上下から押圧して、立体像結像装置を製造することもできる。なお、場合によっては、平面シートを省略してプレス処理を行ってもよい（以下の実施の形態においても同じ）。
また、平板材１３の厚みは、特に限定されるものではないが、透光率を考慮すれば薄い方が好ましく、例えば、１０〜１０００μｍ（上限を、好ましくは５００μｍ、更に好ましくは３００μｍ）程度とするのがよい。
以上の構成により、立体像結像装置１０の使用にあっては、第１の光反射面１８で反射した対象物からの光を、第２の光反射面２０で再反射して対象物の像を形成できる。

続いて、本発明の第１の実施の形態に係る立体像結像装置１０の製造方法について、図１〜図４を参照しながら説明する。
（第１工程）
まず、図３（ａ）に示すように、透明な成型母材１６を形成する。この成型母材１６は、第１の凸条１４が平板材１３の上側に、第２の凸条１５が平板材１３の下側に、第１の凸条１４とは交差して形成され、第１、第２の凸条１４、１５が平板材１３と一体となったものである。
なお、成型母材１６は、以下の方法で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。

１）インジェクション成形（射出成形）
この方法は、図４に示すように、例えば、熱可塑性の透明樹脂（透明プラスチック）を溶融させた状態で、対となる金型３０、３１内に注入し、冷却して固化させた後、金型３０と金型３１を離間し取り出すことで、成型母材１６を形成する方法である。なお、図4の符号３２は樹脂の注入口であり、符号３３は空気の排出口である。
この方法では、熱可塑性の透明樹脂の代わりに熱硬化性の透明樹脂（透明プラスチック）を使用することもできる。
なお、成型母材１６の脱型を容易にするため、離型剤を金型の内面に塗布することもでき、場合によっては、金型の温度コントロールを行うことも好ましい。

２）プレス成形（金型成形）
透明のプラスチック又はガラスからなるシート材を、ダイと、このダイに対して昇降可能なパンチの間に、間欠的に送り込むことで、成型母材１６を形成する方法である。

次に、図３（ｂ）に示すように、第１の凸条１４の天井面２１、及び、並べて配置された第１の凸条１４によって形成される第１の溝２３の底面２４に、化学反応により爾後剥離可能な樹脂３４（ここでは、可溶性を有する樹脂）をコーティングする（覆う）。なお、第２の凸条１５の天井面２２と第２の溝２５の底面２６にも、上記した樹脂３４をコーティングする（覆う）。
樹脂３４は、プリンター等（例えば、インクジェットプリンター）を用いて形成する。

ここで、各溝２３、２５の底面２４、２６を覆う樹脂３４の厚みは、例えば、各溝２３、２５の深さ（即ち、各凸条１４、１５の高さｈ）の１／２０〜１／１０程度であるのがよい。このとき、各凸条１４、１５の両側面１７、１９は露出している。
また、各凸条１４、１５の天井面２１、２２を覆う樹脂３４の厚みは、特に限定されるものではなく、例えば、各溝２３、２５の底面２４、２６を覆う樹脂３４の厚みと同程度でよい。

そして、化学反応により爾後剥離可能な可溶性を有する樹脂としては、例えば、ＰＳ樹脂（ポリスチレン）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル・スチレン共重合体）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）、ＥＶＡ樹脂（エチレン酢酸ビニル共重合体）等を使用できるが、これに限定されるものではない。
なお、ＰＳ樹脂は、芳香族や塩素化溶剤に可溶であり、ＡＳ樹脂とＡＢＳ樹脂は、ケトンやエステル、塩素化溶剤に可溶であり、ＥＶＡ樹脂は、塩素化溶剤に可溶である。

（第２工程）
図３（ｃ）に示すように、樹脂３４がコーティングされた成型母材１６の上側及び下側の表面（凹凸形成面）に、金属反射面３５（金属膜）を形成する。
金属反射面３５は、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の高反射率を有する金属を、蒸着やスパッタすることにより形成する。これにより、成型母材１６の表面（即ち、成型母材１６の第１、第２の凸条１４、１５の両側面１７、１９と樹脂３４の表面）が、金属反射面３５で覆われる。

（第３工程）
第２工程で、金属反射面３５が形成された成型母材１６を、前記した各樹脂３４が可溶な溶解液に曝し、第１、第２の凸条１４、１５の先側（天井面２１、２２）と、第１、第２の溝２３、２５の底面２４、２６にそれぞれ形成された樹脂３４を、金属反射面３５を通じて溶解液によって除去する。このとき、図３（ｄ）に示すように、樹脂３４の表面に形成された金属反射面３５も、樹脂３４と共に除去できる。なお、金属反射面３５は樹脂３４を通過させることができるが、樹脂３４によっては侵されない。
従って、第１の凸条１４の両側面１７に形成された金属反射面３５を第１の光反射面１８とし、第２の凸条１５の両側面１９に形成された金属反射面３５を第２の光反射面２０とすることができる。

なお、上記実施の形態では、化学反応により爾後剥離可能な樹脂を用いた場合について説明したが、例えば、この樹脂の代わりに、熱や紫外線により爾後剥離可能な樹脂を用いることもでき、また、化学反応、熱、又は、紫外線のいずれか２以上により爾後剥離可能な樹脂を用いることもできる。
ここで、紫外線により爾後剥離可能な樹脂を用いる場合は、予め、金属反射面が形成された成型母材の両面(両先側面)を研磨し、第１、第２の凸条の天井面に形成された金属反射面と樹脂を除去する。そして、第１、第２の凸条を介して、紫外線を第１、第２の溝の底面に形成された樹脂に両面から照射し、樹脂を金属反射面と共に除去する。

また、以上の実施の形態においては、天井面２１、２２、及び底面２４、２６に、化学反応により爾後剥離可能な樹脂３４、又は熱、又は、紫外線のいずれか２以上により爾後剥離可能な樹脂を塗布しているが、これらを塗布しないで、成型母材１６の全面に金属反射面を形成し、上方及び下方からのレーザ光照射で、天井面２１、２２、及び底面２４、２６にある金属反射面を除去することもできる。これによって、各凸条１４、１５の側面に形成された金属反射面は残すことができる。

（最終工程）
図３（ｅ）に示すように、隣り合う第１の凸条１４の間（第１の溝２３）、及び、隣り合う第２の凸条１５の間（第２の溝２５）に、前記した加熱、冷却、又は、爾後硬化型の透明な樹脂３６を充填し、硬化させる。なお、使用する樹脂３６は、透明であれば、成型母材１６と同一組成でもよく、また、異なる組成でもよい。
充填された樹脂３６を硬化させた後、立体像結像装置の両面を研磨し、以上に説明した平面化処理を行う。

続いて、成型母材に爾後剥離可能な樹脂を塗布しない場合について、図５（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明するが、塗布する樹脂を使用しないこと以外は、上記した各工程と略同様であるため、詳しい説明は省略する。

（第１工程）
まず、図５（ａ）に示すように、成型母材１６を形成する。

（第２工程）
図５（ｂ）に示すように、成型母材１６の表面（凹凸形成面）に、金属反射面３５（金属膜、アルミニウム膜が好ましい）を形成する。
これにより、成型母材１６の表面（即ち、第１、第２の凸条１４、１５の両側面１７、１９と、天井面２１、２２と、第１、第２の溝２３、２５の底面２４、２６）が、金属反射面３５で覆われる。

（第３工程）
図５（ｃ）に示すように、第１、第２の凸条１４、１５の先側（天井面２１、２２）に形成された金属反射面３５と、第１、第２の溝２３、２５の底面２４、２６に形成された金属反射面３５にレーザ光を照射し、この部分の金属反射面３５を除去する。この場合、平行レーザ光を使用することによって、第１、第２の凸条１４、１５の側面１７、１９に形成された金属反射面３５を残すことができ、第１の凸条１４に第１の光反射面１８を、第２の凸条１５に第２の光反射面２０を、それぞれ形成することができる。レーザ光の照射は、成型母材１６の片面から、又は両面から行うことができる。

（最終工程）
図５（ｄ）に示すように、隣り合う第１の凸条１４の間、及び、隣り合う第２の凸条１５の間に、それぞれ透明な樹脂３６を充填し、硬化させる。
図５（ｅ）に示すように、立体像結像装置１０の両面を研磨し、平面化処理を行う。なお、最終工程で平面化処理を行うので、第３工程で、第１、第２の凸条１４、１５の先側（天井面２１、２２）に形成された金属反射面３５を除去することは必須の要件ではない。

次に、図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る立体像結像装置の製造方法を用いて製造した立体像結像装置５０について説明するが、前記した本発明の第１の実施の形態に係る立体像結像装置１０と同一部材には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。

立体像結像装置５０は、一側（上側）に第１の光屈曲部１１を、他側（下側）に第２の光屈曲部１２を有し、第１の光屈曲部１１と第２の光屈曲部１２を一体的（分離不可能な状態）に形成したものである。即ち、前記した立体像結像装置１０から平板材１３を除いた形状となっている。
なお、第２の光屈曲部１２は第１の光屈曲部１１の上方に配置することもできる。

第１の光屈曲部１１は、特定ピッチで平行配置した第１の凸条１４を有し、第２の光屈曲部１２は、特定ピッチで平行配置した第２の凸条１５を有している。
第２の凸条１５は、第１の凸条１４の下側に第１の凸条１４とは交差（この実施の形態では直交）して、一体となっている。この第１の凸条１４と第２の凸条１５で、成型母材５１が構成されている（成型母材５１の材質は、成型母材１６と同様である）。

このように、第１の凸条１４と第２の凸条１５は、平板材を介することなく直接接触している。このため、成型母材５１は、図６（ｂ）に示すように、平面視して格子状（碁盤の目状）となっており、第１の凸条１４と第２の凸条１５が存在しない領域は、成型母材５１の厚み方向に貫通孔５２が形成されている。
従って、隣り合う第１の凸条１４の間に形成される第１の溝５３の底面（底面Ｃ）５４は、複数の第２の凸条１５の裏面５５で構成され、隣り合う第２の凸条１５の間に形成される第２の溝５６の底面（底面Ｄ）５７は、複数の第１の凸条１４の裏面５８で構成される。

第１の凸条１４の両側面１７には、第１の光反射面１８が形成され、第２の凸条１５の両側面１９には、第２の光反射面２０が形成されている。
なお、第１の凸条１４の天井面２１及び第２の凸条１５の天井面２２と、第１の溝５３の底面５４（第２の凸条１５の裏面５５）及び第２の溝５６の底面５７（第１の凸条１４の裏面５８）には、光反射面が形成されておらず、それぞれ透明となっている（成型母材５１の表面が露出した状態となっている）。また、第１の溝５３の底面５４及び第２の溝５６の底面５７は必ずしも透明でない場合もあり、この場合は、底面５４、５７にも光反射面（金属反射面）が残っている場合もある。

これにより、第１、第２の光屈曲部１１、１２には、それぞれ帯状の第１、第２の光反射面１８、２０が多数並べて配置されることになる。従って、帯状の第２の光反射面２０が、帯状の第１の光反射面１８に対して交差状態となる。
なお、第１、第２の溝５３、５６（隣り合う第１の凸条１４の間と、隣り合う第２の凸条１５の間）には、第１、第２の光屈曲部１１、１２の強度向上のため、透明材が充填されているが、充填しなくてもよい。このように、樹脂を充填する場合、樹脂を硬化させた後、立体像結像装置の両面を研磨して平面化処理を行う。

上記した立体像結像装置５０の製造方法は、前記した図５（ａ）〜（ｅ）に示した立体像結像装置１０の製造方法と略同様であるため、以下、図８（ａ）〜（ｅ）を参照しながら簡単に説明する。

（第１工程）
まず、図８（ａ）に示すように、成型母材５１を用意する。この成型母材５１は、第１の凸条１４と第２の凸条１５が、平板材を介することなく直接接触して、一体となったものである。
なお、成型母材５１は、前記したインジェクション成形やプレス成形で作製したものを使用することができるが、予め製造されたものを購入して使用することもできる。

（第２工程）
図８（ｂ）に示すように、成型母材５１の表面（凹凸形成面）に、前記した高反射率を有する金属を蒸着やスパッタすることにより、金属反射面３５ａ（金属膜）を形成する。
これにより、成型母材５１の表面（即ち、第１、第２の凸条１４、１５の天井面２１、２２及び両側面１７、１９と、第１、第２の溝５３、５６の底面５４、５７）が、金属反射面３５ａで覆われる。なお、この成型母材５１には、貫通孔５２が形成されているため、この部分には金属反射面３５ａが形成されない。

（第３工程）
図８（ｃ）に示すように、第１、第２の凸条１４、１５の先側（天井面２１、２２）に形成された金属反射面３５ａ、第１、第２の溝５３、５６の底面５４、５７に形成された金属反射面３５ａに平行なレーザ光を照射し、これら金属反射面３５ａを除去する。この場合、底面５４、５７の両側端部を残してレーザ光を照射するのがよく、これによって、第１、第２の凸条１４、１５に不要なレーザー光が照射するのを防止できる。
これにより、第１の凸条１４の側面１７に第１の光反射面１８を、第２の凸条１５の側面１９に第２の光反射面２０を、それぞれ形成することができる。

（最終工程）
図８（ｄ）に示すように、隣り合う第１の凸条１４の間、及び、隣り合う第２の凸条１５の間に、それぞれ透明な樹脂３６を充填し、硬化させる。
図８（ｅ）に示すように、立体像結像装置の両面を研磨し、平面化処理を行う。

続いて、図９（ａ）、（ｂ）を参照しながら、変形例に係る立体像結像装置６０について説明するが、この立体像結像装置６０は、前記した立体像結像装置５０と略同様の構成であるため、同一部材には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。

立体像結像装置６０は、第１、第２の光屈曲部１１ａ、１２ａ（第１、第２の光屈曲部１１、１２と同様の機能を有するもの）を有し、第２の光屈曲部１２ａを第１の光屈曲部１１ａの下方に配置し、第１の光屈曲部１１ａと第２の光屈曲部１２ａを平板材を介さず、一体的（分離不可能な状態）に形成したものである。即ち、前記した立体像結像装置１０から平板材１３を除いた形状となっている。

第１の光屈曲部１１ａは、特定ピッチで平行配置した第１の凸条１４を有し、第２の光屈曲部１２ａは、特定ピッチで平行配置した第２の凸条１５を有している。この第１の凸条１４と第２の凸条１５で、成型母材５１ａが構成されている（成型母材５１ａの材質は、成型母材５１と同様である）。

隣り合う第１の凸条１４の間に形成される第１の溝５３ａの底面（底面Ｃ）５４ａは、複数の第２の凸条１５の裏面５５ａで構成され、隣り合う第２の凸条１５の間に形成される第２の溝５６ａの底面（底面Ｄ）５７ａは、複数の第１の凸条１４の裏面５８ａで構成される。
この各裏面５５ａ、５８ａには光反射面（金属反射面の一例）６１が形成され、第１、第２の凸条１４、１５の両側面１７、１９に形成された第１、第２の光反射面１８、２０に連続している。

以上に示した立体像結像装置６０は、前記した立体像結像装置１０の構成部材である平板材１３がなく、しかも、平面視して格子状となって厚み方向に貫通孔が形成されているため、各裏面５５ａ、５８ａを覆った光反射面６１を除去しなくても、光学性能が高められる。更に、第１、第２の溝５３ａ、５６ａの幅ｗ２が、第１、第２の凸条１４、１５の幅ｗ１に対して狭くなっているので、各裏面５５ａ、５８ａを覆った光反射面６１を除去しなくても、光学性能が更に高められる。

なお、上記した関係ｗ１／ｗ２は、１を超え５以下（好ましくは、下限を２、上限を３）の範囲にすることが好ましい。
ここで、関係ｗ１／ｗ２が１以下の場合、第１、第２の溝５３ａ、５６ａの底面５４ａ、５７ａの光反射面の形成範囲が広くなり過ぎ、第１、第２の光反射面１８、２０で反射される光が少なくなって、鮮明な像が得られにくくなる傾向にある。一方、関係ｗ１／ｗ２が５超の場合、第１、第２の凸条１４、１５の幅ｗ１が広くなり過ぎ、第１、第２の光反射面１８、２０で反射される光が少なくなって、鮮明な像が得られにくくなる傾向にある。ここで、第１、第２の凸条１４、１５の高さｈと、第１、第２の凸条１４、１５の幅ｗ１との関係ｈ／ｗ１は、１／５〜５の範囲にあるのがよい。関係ｈ／ｗ１が小さくなり過ぎると光反射面の領域が狭くなり、関係ｈ／ｗ１が大き過ぎると、脱型が困難となる。

上記した立体像結像装置６０の製造方法は、前記した図８（ａ）〜（ｅ）に示した立体像結像装置５０の製造方法と略同様であるため、以下、図１０（ａ）〜（ｄ）を参照しながら簡単に説明する。

（第１工程）
まず、図１０（ａ）に示すように、成型母材５１ａを用意する。この成型母材５１ａは、第１の凸条１４と第２の凸条１５が、平板材を介することなく直接接触して、一体となったものである。

（第２工程）
図１０（ｂ）に示すように、成型母材５１ａの表面に、前記した高反射率を有する金属を蒸着やスパッタすることにより、金属反射面３５ａを形成する。
これにより、成型母材５１ａの表面（即ち、第１、第２の凸条１４、１５の天井面２１、２２及び両側面１７、１９と、第１、第２の溝５３ａ、５６ａの底面５４ａ、５７ａ）が、金属反射面３５ａで覆われる。なお、この成型母材５１ａには、貫通孔が形成されているため、この部分には金属反射面３５ａが形成されない。
そして、図１０（ｃ）に示すように、隣り合う第１の凸条１４の間、及び、隣り合う第２の凸条１５の間に、それぞれ透明な樹脂３６を充填し、硬化させる。

（第３工程）
金属反射面３５ａで覆われ、樹脂３６が充填された成型母材５１ａの両面を研磨し、図１０（ｄ）に示すように、第１、第２の凸条１４、１５の先側（天井面２１、２２）に形成された金属反射面３５ａを除去すると共に、立体像結像装置の両面に平面化処理を行う。このとき、第１、第２の溝５３ａ、５６ａの底面５４ａ、５７ａに形成された金属反射面３５ａは、そのままの状態で残存している。
これにより、第１の凸条１４に第１の光反射面１８を、第２の凸条１５に第２の光反射面２０を、それぞれ形成することができる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の立体像結像装置及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
第１、第２の凸条の両側面の粗度は、１０〜２０ｎｍとするのが好ましいが、これより粗い場合であっても、鏡面処理してミラー面とすることができる。
また、第１、第２の凸条の断面形状は矩形であるが、この矩形は、対象物の像を結像可能な形状の範囲、例えば、平行四辺形（対向する側面が平行）や台形等も含む。
更に、以上の実施の形態では、平行レーザ光を用いたが、通常のレーザ光を用いることもでき、この場合は、光反射面に照射されるレーザ光が存在するが、照射角度が小さく殆どは光反射面で反射するので、凸条の側面に金属反射面を残すことは可能となる。

本発明に係る立体像結像装置及びその製造方法によって、光反射面を両側に有する第１、第２の凸条を有する立体像結像装置を金型を用いて安価に製造できる。これにより、立体像結像装置を使用した光学機器の普及に貢献できる。

１０：立体像結像装置、１１、１１ａ：第１の光屈曲部、１２、１２ａ：第２の光屈曲部、１３：平板材、１４：第１の凸条、１５：第２の凸条、１６：成型母材、１７：側面、１８：第１の光反射面、１９：側面、２０：第２の光反射面、２１：天井面（平面Ａ）、２２：天井面（平面Ｂ）、２３：第１の溝、２４：底面（底面Ｃ）、２５：第２の溝、２６：底面（底面Ｄ）、３０：金型、３１：金型、３２：樹脂の注入口、３３：空気の排出口、３４：樹脂、３５、３５ａ：金属反射面、３６：樹脂、５０：立体像結像装置、５１、５１ａ：成型母材、５２：貫通孔、５３、５３ａ：第１の溝、５４、５４ａ：底面（底面Ｃ）、５５、５５ａ：裏面、５６、５６ａ：第２の溝、５７、５７ａ：底面（底面Ｄ）、５８、５８ａ：裏面、６０：立体像結像装置、６１：光反射面（金属反射面）

Claims (12)

1. 平行配置した帯状の第１の光反射面を両側に形成した透明で断面矩形の第１の凸条が多数平行に並べて配置された第１の光屈曲部と、前記第１の光反射面に対して交差状態で配置され、平行配置した帯状の第２の光反射面を両側に形成した透明で断面矩形の第２の凸条が多数平行に並べて配置された第２の光屈曲部とを有し、前記第１の光反射面で反射した対象物からの光を前記第２の光反射面で再反射して前記対象物の像を形成する立体像結像装置の製造方法であって、
   前記第１の凸条が一側に、前記第２の凸条が他側に、それぞれ形成された成型母材を、インジェクション成形又はプレス成形によって形成する第１工程と、
   前記成型母材の一側及び他側の表面に金属反射面を形成する第２工程と、
   前記第１、第２の凸条の先側にある前記金属反射面を除去して、透光性を有する平面Ａ、Ｂとする第３工程とを有し、
   前記第１の凸条の両側面に形成された前記金属反射面を前記第１の光反射面とし、前記第２の凸条の両側面に形成された前記金属反射面を前記第２の光反射面とすることを特徴とする立体像結像装置の製造方法。
2. 請求項１記載の立体像結像装置の製造方法において、前記成型母材は、前記第１、第２の凸条が透明な平板材を介して形成されることを特徴とする立体像結像装置の製造方法。
3. 請求項１又は２記載の立体像結像装置の製造方法において、前記第２工程での処理により、隣り合う前記第１の凸条によって形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条によって形成される第２の溝の底面Ｄにそれぞれ形成された前記金属反射面を、前記第３工程で前記第１、第２の凸条の先側にある前記金属反射面と共に、又はその他の工程で、レーザ光照射によって除去することを特徴とする立体像結像装置の製造方法。
4. 請求項１又は２記載の立体像結像装置の製造方法において、前記第１工程で成形した前記成型母材の、隣り合う前記第１の凸条によって形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条によって形成される第２の溝の底面Ｄを、熱、化学反応、及び、紫外線のいずれか１又は２以上により爾後剥離可能な樹脂で覆った後、前記第２工程での処理を行い、前記第２工程又は前記第３工程での処理を行った後、前記底面Ｃ、Ｄを覆った前記樹脂を、その表面に形成された前記金属反射面と共に除去することを特徴とする立体像結像装置の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の立体像結像装置の製造方法において、前記第３工程での処理を行った後、隣り合う前記第１の凸条の間、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填して中間加工体を形成し、その後、該中間加工体の両面に平面化処理を行うことを特徴とする立体像結像装置の製造方法。
6. 請求項５記載の立体像結像装置の製造方法において、前記平面化処理は、隣り合う前記第１の凸条の間、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填した後、前記中間加工体の表裏に透明シートを被せ、前記透明シートを表裏から平板又はロールにより、押圧することによって行われることを特徴とする立体像結像装置の製造方法。
7. 請求項５記載の立体像結像装置の製造方法において、前記平面化処理は、隣り合う前記第１の凸条の間、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に、それぞれ透明な樹脂を充填した後、研磨することによって行われることを特徴とする立体像結像装置の製造方法。
8. 透明で断面矩形の第１の凸条を多数平行に並べて配置した第１の光屈曲部と、該第１の光屈曲部の他側にあって、透明で断面矩形の第２の凸条を、前記第１の凸条に対して交差して、多数平行に並べて配置した第２の光屈曲部とを有する立体像結像装置において、
   前記第１の光屈曲部と前記第２の光屈曲部の間に、前記第１の光屈曲部と前記第２の光屈曲部とを連結する透明な平板材が配置され、
   前記第１の凸条の両側面に第１の光反射面が、前記第２の凸条の両側面に第２の光反射面が、それぞれ備えられ、
   前記第１の光反射面で反射した対象物からの光を前記第２の光反射面で再反射して前記対象物の像を形成することを特徴とする立体像結像装置。
9. 透明で断面矩形の第１の凸条を多数平行に並べて配置した第１の光屈曲部と、該第１の光屈曲部の他側にあって、透明で断面矩形の第２の凸条を、前記第１の凸条に対して交差して、多数平行に並べて配置した第２の光屈曲部とを有する立体像結像装置において、
   隣り合う前記第１の凸条の間に形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に形成される第２の溝の底面Ｄに、それぞれ金属反射面を備え、かつ、前記第１、第２の凸条の幅ｗ１に対して前記第１、第２の溝の幅ｗ２が狭くなって、
   前記第１の凸条の両側面に第１の光反射面が、前記第２の凸条の両側面に第２の光反射面が、それぞれ備えられ、
   前記第１の光反射面で反射した対象物からの光を前記第２の光反射面で再反射して前記対象物の像を形成することを特徴とする立体像結像装置。
10. 請求項８記載の立体像結像装置において、隣り合う前記第１の凸条の間に形成される第１の溝の底面Ｃ、及び、隣り合う前記第２の凸条の間に形成される第２の溝の底面Ｄは、それぞれ透明となっていることを特徴とする立体像結像装置。
11. 請求項８又は１０記載の立体像結像装置において、
    前記各第１の凸条の幅ｗ１は同一であって、かつ、隣り合う前記第１の凸条の間に形成される各第１の溝の幅ｗ２は同一であり、
    前記各第２の凸条の幅ｗ１は同一であって、かつ、隣り合う前記第２の凸条の間に形成される各第２の溝の幅ｗ２は同一であり、
    しかも、前記幅ｗ１と前記幅ｗ２との関係ｗ１／ｗ２は、１／５〜５の範囲にあることを特徴とする立体像結像装置。
12. 請求項８〜１１のいずれか１項に記載の立体像結像装置において、前記第１、第２の凸条の高さｈと、前記第１、第２の凸条の幅ｗ１との関係ｈ／ｗ１は、１／５〜５の範囲にあることを特徴とする立体像結像装置。

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